JP6286657B2 - Oil pump - Google Patents
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Description
本発明は、内接型ギヤポンプのロータ及びケースに関する。 The present invention relates to a rotor and a case of an inscribed gear pump.
従来、自動車の油圧回路等に用いられるポンプとしては、内接ギヤ式オイルポンプが知られている。一例として、トロコイドポンプを図5(a)に示す。 2. Description of the Related Art Conventionally, an internal gear type oil pump is known as a pump used in an automobile hydraulic circuit or the like. As an example, a trochoid pump is shown in FIG.
このトロコイドポンプ10のポンプ本体11は、ポンプヘッドカバー11Aとポンプボディ11Bとによって形成されており、ポンプボディ11Bには、円形のポンプロータ収納穴15が形成されている。ポンプロータ収納穴15には、内接ギヤ式のポンプロータ12が収納されており、ポンプロータ12は、インナーロータ12Aとアウターロータ12Bとによって構成されている。
The
アウターロータ12Bは、円柱状に形成されており、ポンプロータ収納穴15内に回転自在に収納されている。このアウターロータ12Bには、インナーロータ12Aを収納するインナーロータ収納室16が形成されており、インナーロータ収納室16は、星形状に内歯が形成されている。
The
インナーロータ12Aも星形状に外歯が形成されており、インナーロータ収納室16内に回転自在に収容されている。このインナーロータ12Aには、駆動軸14が接続されており、駆動軸14によって回動されるように構成されている。
The
インナーロータ収納室16の内歯数は、インナーロータ12Aの外歯数より多く設定されている。これにより、駆動軸14でインナーロータ12Aをアウターロータ12Bと共に回転すると、図5(f)に示すようにインナーロータ12Aとアウターロータ12Bとの間に形成された空間の容積を回転角に応じて変更できるように構成されており、この容積変化を利用して吸入口17から吸入されたオイルを吐出口18から吐出できるように構成されている。
The number of inner teeth of the inner
次に、これら内接ギヤ式オイルポンプにおいてポンプロータの摺動における摩擦抵抗を低減する方法として、図6(a)、(b)に示すように、ポンプボディ11Bのポンプロータ収納穴15に収容されたポンプロータ12を回動し吸入口17から吸入したオイルを吐出口18から吐出する際に摺接するアウターロータ12Bの外周面とポンプボディ11Bの内周面の少なくともいずれか一方に周方向に延在する帯状の溝60を凹設し、摺接面積を帯状の溝60が占める面積分減少させたものが提案されている。(特許文献1参照)
また、別の方法を、図7(a)、(b)、(c)に示す。ポンプボディ11Bのポンプロータ収納穴15の底面には、略三日月状の吸入ポート27と吐出ポート28とが形成されている。吸入ポート27、吐出ポート28はポンプヘッドカバー11Aにも設けられており(不図示)、それぞれ吸入口17、吐出口18に連通している。ポンプボディ11Bとポンプヘッドカバー11Aとの少なくとも一方に形成された吸入口17及び、吐出口18とアウターロータ12Bの外周部分近傍の両側面に作用する油圧を軸スラスト方向に対して均等化する側面油圧均等化手段70を備えたものが提案されている。(特許文献2参照)
Next, as a method of reducing the frictional resistance in sliding of the pump rotor in these internal gear type oil pumps, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), it is accommodated in the pump
Another method is shown in FIGS. 7 (a), (b), and (c). A substantially crescent-
しかしながら、上述のアウターロータ12Bの外周面とポンプボディ11Bの内周面の少なくともいずれか一方に周方向に延在する帯状の溝60を凹設したものは、周方向の摩擦抵抗を低減することに主をおいており、ポンプの摺動における摩擦抵抗の大半を占める軸スラスト方向の摩擦抵抗は依然として大きいという課題があった。
However, if the belt-
また、上述の側面油圧均等化手段70を備えたものは、図7(a)に示すように、略三日月状の吸入ポート27と吐出ポート28と、それぞれ連通した吸入口17及び、吐出口18とがラジアル方向に外周側に位置する場合には有効であると考えられるが、図5(a)に示すように、ポンプロータ12の直上に吸入口17及び、吐出口18が位置する場合には、ポンプロータ12が直接に吐出圧を受けるために、どうしてもポンプロータ12が反吐出口側に押し込まれ、ポンプボディ11Bのポンプロータ収納穴15の底面と摺動しやすくなるため、摩擦抵抗による損失が大きくなる傾向にあるという課題があった。
In addition, as shown in FIG. 7 (a), the one provided with the above-described side hydraulic pressure equalizing
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成で、ポンプロータの軸スラスト方向における摩擦抵抗の抑制を図ったオイルポンプを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide an oil pump that has a simple configuration and suppresses frictional resistance in the axial thrust direction of the pump rotor.
上記目的を達成するために、本発明は、駆動軸14に対して偏心した位置を中心軸とする円筒凹状のポンプロータ収納穴15が形成されたポンプボディ11Bと、環状に形成され、円筒凹状のポンプロータ収納穴15に回転自在に収納されると共に、インナーロータ収納室16に内歯を有するアウターロータ12Bと、アウターロータ12Bの内歯に噛合する外歯を有すると共に、駆動軸14用の嵌合穴が貫通した状態で、この嵌合穴に駆動軸14が配設されたインナーロータ12Aと、ポンプロータ収納穴15を閉塞してポンプロータ収納部を形成するポンプヘッドカバー11Aと、ポンプボディ11Bとポンプヘッドカバー11Aとの少なくとも一方に形成された吸入口17及び吐出口18とを備えた内接ギヤ式のトロコイドポンプ10であって、ポンプヘッドカバー11Aは、吸入口17または排出口18から嵌合穴へ連通する補助溝26を有し、アウターロータ12Bは、ポンプロータ収納穴15の底面であるポンプボディ底面23に対向する面の裏側に薄板状平面部19を有し、ポンプヘッドカバー11Aとアウターロータ12Bの内歯と薄板状平面部19とで構成されるインナーロータ収納室16でインナーロータ12Aを保持していることを特徴とするオイルポンプである。
In order to achieve the above object , the present invention provides a
また、本発明は、アウターロータ12Bの薄板状平面部19の裏側であり、ポンプボディ11Bの対向面であるアウターロータ外側底面20Aと、ポンプボディ11Bのアウターロータ外側底面20Aの対向面であるポンプボディ底面23との少なくとも一方に、外周方向に向け空隙が小さくなるようにテーパを設けたことを特徴とするオイルポンプである。
Further, the present invention is the back side of the thin plate-like
また、本発明は、アウターロータ12Bの薄板状平面部19の裏側であり、ポンプボディ11Bの対向面であるアウターロータ外側底面20Aと、ポンプボディ11Bのアウターロータ外側底面20Aの対向面であるポンプボディ底面23との少なくとも一方に、内周方向に向け空隙が小さくなるようにテーパを設けると共に、ポンプロータ収納穴15の側面と、アウターロータ12Bの側面であるアウターロータ外側端面の少なくとも一方に、軸スラスト方向に連通する外周側面溝25を設けたことを特徴とするオイルポンプである。
Further, the present invention is the back side of the thin plate-like
また、本発明は、アウターロータ外側底面20Aと、ポンプボディ底面23との少なくとも一方に、ラジアル方向に油圧発生溝24を設けたことを特徴とするオイルポンプである。
Further, the present invention includes an outer rotor
本発明によれば、アウターロータとポンプボディとの間の空隙に適切な油膜を発生させ、特に軸スラスト方向の摩擦抵抗を効果的に抑制することが出来る。 According to the present invention, it is possible to generate an appropriate oil film in the gap between the outer rotor and the pump body, and particularly to effectively suppress the frictional resistance in the axial thrust direction.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態の詳細について説明する。 Hereinafter, the details of the embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
内接ギヤ式のオイルポンプは、例えば車輌に搭載される自動変速機等に備えられるものであり、自動変速機の油圧制御装置等に作動油や潤滑油を供給するものである。
(Embodiment 1)
An internal gear type oil pump is provided in, for example, an automatic transmission mounted on a vehicle, and supplies hydraulic oil or lubricating oil to a hydraulic control device of the automatic transmission.
図1(a)は、本発明の実施の形態1におけるトロコイドポンプ10の構成を分解斜視図として示したものである。以下の実施の形態では、内接ギヤ式のオイルポンプの一例として、トロコイドポンプを用いて説明する。
Fig.1 (a) shows the structure of the
トロコイドポンプ10は、図1(a)に示すように、ポンプヘッドカバー11Aとポンプボディ11Bとによってなる、ポンプ本体11の内部に円形のポンプロータ収納穴15が形成されており、ポンプロータ収納穴15内部にポンプロータ12を収納して構成されている。
As shown in FIG. 1A, the
ポンプロータ12は内接ギヤ式のトロコイドギヤから構成されており、通常ドライブギヤとなるインナーロータ12Aと、ドリブンギヤとなるアウターロータ12Bとで構成さ
れている。アウターロータ12Bは、円柱状に形成されており、ポンプロータ収納穴15内に回転自在に収納されている。このアウターロータ12Bには、インナーロータ12Aを収納するインナーロータ収納室16が形成されており、インナーロータ収納室16は、星形状に内歯が形成されている。インナーロータ12Aも星形状に外歯が形成されており、インナーロータ収納室16内に回転自在に収容されている。
The
また、ドライブギヤとなるインナーロータ12Aの中央部には、駆動軸14が接続されており、例えば電動モータ等の動力源からの駆動トルクを伝達し、回動されるように構成されている。
A
更に、駆動軸14とポンプボディ11Bとの間には、油漏れを防ぐオイルシール13が挿入されている。
Further, an
インナーロータ収納室16の内歯数は、インナーロータ12Aの外歯数より多く設定されている。これにより、駆動軸14でインナーロータ12Aをアウターロータ12Bと共に回転すると、図5(f)に示すようにインナーロータ12Aとアウターロータ12Bとの間に形成された空間の容積を回転角に応じて変更できるように構成されており、この容積変化を利用して吸入口17から吸入されたオイルを吐出口18から吐出できるように構成されている。
The number of inner teeth of the inner
構成部品の各材質は、ポンプヘッドカバー11Aとポンプボディ11Bとはアルミ製のダイカスト、ポンプロータ12を構成するインナーロータ12Aと、アウターロータ12Bは鉄系の焼結軟磁性体、駆動軸14は炭素鋼、オイルシール13は耐熱、耐油性を考慮したゴム材からなる。
The material of the component parts is that the
ところで、このような従来のトロコイドポンプ10は、ポンプロータ12とポンプ本体11との摺動による摩擦抵抗がポンプ損失の多くを占めている。特にポンプロータ12と、ポンプロータ収納穴15との軸スラスト方向の摺動による摩擦抵抗が多くを占めている。更にその中でもアウターロータ12Bとポンプロータ収納穴15との軸スラスト方向の摺動による摩擦抵抗が多くを占めている。これは、ポンプロータ12が直接に吐出圧を受けるために、ポンプロータ12が反吐出口側に押し込まれ、ポンプボディ11Bのポンプロータ収納穴15の底面との摩擦抵抗が増加するためである。
By the way, in such a
軸スラスト方向の摺動による摩擦抵抗を抑制する方法としては、ポンプロータ12とポンプロータ収納穴15との軸スラスト方向のクリアランスを大きくするという方法があるが、この場合クリアランスからの油漏れ量が増大するため、ポンプ効率としては悪化する傾向にある。
As a method of suppressing the frictional resistance caused by sliding in the axial thrust direction, there is a method of increasing the axial thrust direction clearance between the
次に、このような摩擦抵抗を抑制するための本実施の形態の詳細な構成について説明する。本実施の形態では、このようなポンプロータ12とポンプロータ収納穴15との軸スラスト方向の摺動による摩擦抵抗を抑制するため、アウターロータ12Bのポンプロータ収納穴15の底面に対向する面の裏側に薄板状平面部19を設け、インナーロータ収納室16と薄板状平面部19で構成される空間で、インナーロータ12Aを保持した構成としている。また、ポンプロータ収納穴15の底面は、略平面形状であるほうが、後述する油膜形成のために望ましい。
Next, a detailed configuration of the present embodiment for suppressing such frictional resistance will be described. In the present embodiment, in order to suppress the frictional resistance due to the sliding in the axial thrust direction between the
図1(e)は、本発明ポンプの構成部品の配置と油の流れを示す機能断面図である。 FIG.1 (e) is a functional sectional view which shows arrangement | positioning of the component of this invention pump, and the flow of oil.
まず、ポンプの主機能である油の突出に関する主油路について説明する。図中に矢印で示しているように、吸入口17から吸入された油は、図5(f)に示すようにインナーロ
ータ12Aとアウターロータ12Bとの間に形成された空間の容積変化により、吐出口18から吐出される。
First, the main oil passage relating to the oil protrusion, which is the main function of the pump, will be described. As indicated by arrows in the figure, the oil sucked from the
次に、アウターロータ12Bとポンプボディ11Bとの空隙に油膜を形成するために油を導く補助油路について説明する。上述した吐出された油の一部がポンプヘッドカバー11Aに設けられた補助溝26を通り、インナーロータ12Aと駆動軸14との勘合穴の側面隙間を通り、アウターロータ外側底面20Aと、ポンプボディ底面23との微小空隙に導かれ、外周に向かって流れるため、ポンプロータ収納穴15の側壁近辺の隙間内で流速が失速し、流入量が流出量より多くなりアウターロータ12Bをポンプヘッドカバー11A側に押し上げる圧力を発生する油膜を形成する。その後、アウターロータ12Bの外周面とポンプロータ収納穴15の側壁との隙間を通り、吸入口17又は、吐出口18へと循環される。
Next, an auxiliary oil passage that guides oil to form an oil film in the gap between the
ポンプロータ12には、吐出圧力の反力が常にかかっているため、アウターロータ外側底面20Aが、ポンプボディ底面23に押し付けられ、摺動による摩擦抵抗が大きくなっていたが、上述のようにアウターロータ12Bをポンプヘッドカバー11A側に押し上げる圧力を発生する油膜を形成するため、摺動による摩擦抵抗が大幅に抑制されることになる。
Since the reaction force of the discharge pressure is always applied to the
(実施の形態2)
図2(a)、(b)は、本発明の実施の形態2におけるトロコイドポンプ10の構成部品であるアウターロータ12B及び、ポンプボディ11Bの断面拡大図を示したものである。
(Embodiment 2)
FIGS. 2A and 2B are enlarged cross-sectional views of the
本実施の形態では、アウターロータ12Bの薄板状平面部19の裏側であるアウターロータ外側底面20A、または、ポンプボディ11Bのアウターロータ外側底面20Aの対向面であるポンプボディ11Bの内部に形成されたポンプボディ底面23との少なくとも一方に、外周方向に向け空隙が小さくなるようにテーパを設けている。
In the present embodiment, the outer rotor outer
この様な、本実施の形態によると外周方向に向け空隙が小さくなるため、入り口よりも出口が狭い事となり、油の流入量が流出量よりも多くなるため、上述した実施の形態1と同様に、アウターロータ12Bをポンプヘッドカバー11A側に押し上げる圧力を発生する油膜を形成するため、摺動による摩擦抵抗が大幅に抑制されることになる。
According to this embodiment, since the gap becomes smaller in the outer circumferential direction, the outlet is narrower than the inlet, and the inflow amount of oil is larger than the outflow amount. Therefore, as in the first embodiment described above. In addition, since an oil film that generates pressure to push the
(実施の形態3)
図3(a)、(b)、(c)、(d)は、本発明の実施の形態3におけるトロコイドポンプ10の構成部品であるアウターロータ12B及び、ポンプボディ11Bの断面拡大図及び斜視図を示したものである。
(Embodiment 3)
3 (a), (b), (c), and (d) are an enlarged cross-sectional view and a perspective view of the
本実施の形態では、上述した実施の形態1及び実施の形態2における補助油路での油の流れと逆の向きに油が流れることを想定している。そのため、ポンプヘッドカバー11Aに設けられた補助溝26は吸入口17に連通している。(不図示)また、アウターロータ12Bのアウターロータ外側底面20A、または、アウターロータ外側底面20Aの対向面であるポンプボディ11Bの内部に形成されたポンプボディ底面23の少なくとも一方に、内周方向に向け空隙が小さくなるようにテーパを設けている。更に、実施の形態1及び実施の形態2における補助油路での油の流れと逆向きであるため、アウターロータ12Bの外周面とポンプロータ収納穴15の側壁との隙間に積極的に油を導くために、ポンプボディ11Bの内部に形成されたポンプロータ収納穴15の内周側面、または、アウターロータ12Bの外周側面の少なくとも一方に、軸スラスト方向に連通する外周側面溝25(25A、25B)を設けている。
In the present embodiment, it is assumed that the oil flows in a direction opposite to the oil flow in the auxiliary oil passage in the first and second embodiments. Therefore, the
この様な、本実施の形態によると内周方向に向け空隙が小さくなるため、入り口よりも出口が狭い事となり、油の流入量が流出量よりも多くなるため、上述した実施の形態1、又は実施の形態2と同様に、アウターロータ12Bをポンプヘッドカバー11A側に押し上げる圧力を発生する油膜を形成するため、摺動による摩擦抵抗が大幅に抑制されることになる。
According to this embodiment, since the gap is reduced in the inner circumferential direction, the outlet is narrower than the inlet, and the inflow amount of oil is larger than the outflow amount. Alternatively, as in the second embodiment, an oil film that generates pressure to push the
(実施の形態4)
図4(a)、(b)は、本発明の実施の形態4におけるトロコイドポンプ10の構成部品であるアウターロータ12Bのアウターロータ外側底面20A、又はポンプボディ11Bのポンプボディ底面23の平面図を示したものである。
(Embodiment 4)
4A and 4B are plan views of the outer rotor outer
本実施の形態では、アウターロータ外側底面20A、又はポンプボディ底面23に油圧発生溝24が構成されている。
In the present embodiment, a hydraulic pressure generating groove 24 is formed in the outer rotor outer
油圧発生溝24の例として、図4(a)はスパイラルグルーブ溝24Aを、図4(b)はヘリングボーン溝24Bを図示している。油圧発生溝24は、アウターロータ12Bの外周側に向け空隙が小さくなるようにデザインされており、入り口よりも出口が狭い事となり、油の流入量が流出量よりも多くなるため、上述した実施の形態1〜3と同様に、アウターロータ12Bをポンプヘッドカバー11A側に押し上げる圧力を発生する油膜を形成するため、摺動による摩擦抵抗が大幅に抑制されることになる。
As an example of the oil pressure generating groove 24, FIG. 4A illustrates a spiral groove groove 24A, and FIG. 4B illustrates a herringbone groove 24B. The oil pressure generating groove 24 is designed so that the gap becomes smaller toward the outer peripheral side of the
また、本実施の形態では油の流れ方向を外周に向かう方向で説明したが、上述した実施の形態3などと組み合わせる際には当然のことながら、油の流れが内周側(駆動軸側)に向かうこととして、また油圧発生溝24の幅も逆として説明される。 Further, in the present embodiment, the oil flow direction is described as the direction toward the outer periphery. However, when combined with the above-described third embodiment, the oil flow is naturally on the inner peripheral side (drive shaft side). And the width of the oil pressure generating groove 24 is also reversed.
更に、以上説明した第1〜第4の実施の形態に係る内接ギヤ式のオイルポンプに共通することとして、従来のように、インナーロータ12Aとポンプボディ11Bとの摺動による摩擦抵抗が存在せず、変わりにインナーロータ12Aとアウターロータ内側端面21との摺動となる。インナーロータ12Aとアウターロータ12Bとの歯数差が1であるため、相対速度差は非常に小さいものとなり、その摺動による摩擦抵抗は非常に小さいものとなる。
Further, as common to the inscribed gear type oil pumps according to the first to fourth embodiments described above, there is a frictional resistance caused by sliding between the
また、トロコイド以外の歯形のものにも本発明を適用することができる。 The present invention can also be applied to tooth forms other than trochoids.
このように、本発明のオイルポンプを車載用に用いれば、摺動による摩擦抵抗を大幅に抑制し高効率であるため、消費電力を大幅に低減することができる。 As described above, when the oil pump of the present invention is used in a vehicle, the frictional resistance due to sliding is greatly suppressed and the efficiency is high, so that the power consumption can be greatly reduced.
その結果、自動車の燃費、電費の改善に効果がある。 As a result, it is effective in improving the fuel consumption and power consumption of automobiles.
本発明は、上記した車載用として好適であり、それ以外の高効率なオイルポンプが求められる機器についても使用することができる。 The present invention is suitable for in-vehicle use as described above, and can be used for other devices that require a highly efficient oil pump.
10 トロコイドポンプ
11 ポンプ本体
11A ポンプヘッドカバー
11B ポンプボディ
12 ポンプロータ
12A インナーロータ
12B アウターロータ
13 オイルシール
14 駆動軸
15 ポンプロータ収納穴
16 インナーロータ収納室
17 吸入口
18 吐出口
19 薄板状平面部
20 アウターロータ外側端面
20A アウターロータ外側底面
21 アウターロータ内側端面(アウターロータの内歯)
22 インナーロータ外側端面(インナーロータの外歯)
23 ポンプボディ底面
24 油圧発生溝
24A スパイラルグルーブ溝
24B ヘリングボーン溝
25、25A、25B 外周側面溝
26 補助溝
27 吸入ポート
28 吐出ポート
60 帯状の溝
70 側面油圧均等化手段
DESCRIPTION OF
20A Outer rotor outer
22 Inner rotor outer end face (inner rotor outer teeth)
23 pump body bottom 24 hydraulic pressure generating grooves 24A spiral grooves groove
Claims (6)
ータと、前記アウターロータの内歯に噛合する外歯を有すると共に、前記駆動軸上に配設されたインナーロータと、前記ポンプロータ収納穴を閉塞してポンプロータ収納部を形成するポンプヘッドカバーと、前記ポンプヘッドカバーに形成された吸入口及び排出口とを備えた内接ギヤ式のオイルポンプにおいて、前記アウターロータは、前記ポンプロータ収納穴の底面に対向する面の裏側に薄板状平面部を有し、前記ポンプヘッドカバーと前記アウターロータの内歯と前記薄板状平面部とで構成されるインナーロータ収納室で前記インナーロータを保持した状態で、前記アウターロータの前記薄板状平面部の裏側であり、前記ポンプボディの対向面であるアウターロータ外側底面と、前記ポンプボディの前記アウターロータ外側底面の対向面であるポンプボディ底面との少なくとも一方に、外周方向に向け空隙が小さくなるようにテーパを設けたことを特徴とするオイルポンプ。 A pump body having a pump rotor housing hole formed at a position eccentric with respect to the drive shaft as a central axis; an outer rotor which is rotatably housed in the pump rotor housing hole and has internal teeth; and the outer rotor An inner rotor disposed on the drive shaft, a pump head cover that closes the pump rotor housing hole to form a pump rotor housing portion, and is formed on the pump head cover. In the inscribed gear type oil pump provided with the suction port and the discharge port, the outer rotor has a thin plate-like flat portion on the back side of the surface facing the bottom surface of the pump rotor housing hole, and the pump head cover while holding the inner rotor configured inner rotor accommodating chamber and said internal teeth and said thin planar portion of the outer rotor At least one of the outer rotor outer bottom surface which is the back surface of the thin plate-like flat portion of the outer rotor and which is the opposing surface of the pump body and the pump body bottom surface which is the opposing surface of the outer rotor outer bottom surface of the pump body. An oil pump characterized in that a taper is provided so that the gap becomes smaller in the outer circumferential direction .
The oil pump according to any one of claims 2 to 5 , wherein a hydraulic pressure generating groove is provided in a radial direction on at least one of the outer rotor outer bottom surface and the pump body bottom surface.
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